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如何计算开关电源半桥隔直电容

2020-02-16 09:08:39 5

  

      工程师都知道实践的开关电源半桥拓扑都有一个隔直电容,其实在原理拓扑中是没有这个电容的。
 
  这个电容的存在一定是有它的道理的,该怎么了解,又该怎么核算它的容量?
 
  半桥根本作业原理
 
  首要忽略小容量阻断电容Cb,则Np下端可近似地看作衔接到C1和C2的衔接点。若C1、C2的容量根本持平,则衔接处的电压近似为整流输出电压的一半,约为168V。一般的做法是在C1、C2的两头各并接等值放电电阻来均衡两者的电压。图1中的开关Q1和Q2轮流导通半个周期。Q1导通Q2关断时,Np的同名端(有点端)电压为+168V,Q2承受电压为336V;同理,Q2导通Q1关断时,Q1承受电压为336V,此刻Np同名端电压为-168V。
 
  Cb的效果
 
  从原理上讲Cb是能够不要的,但原理终归是原理是纯理想化的东西,但咱们是工程师咱们要设计产品一定要联系实践。原理建立的条件是C1和C2上的电压是彻底持平的,但在实践的半桥电源中一定不会持平,为什么呢?比如C1和C2两个电容尽管选的是同一型号同一容量但总会存在差错,然后使C1、C2两头的电压不持平。咱们假设C1两头的电压170V,C2两头的电压为166V,半桥拓扑上管下管的导通时刻是相同的,根据伏秒平衡一个周期下来就会4V×D是多出来的复不了位打破了平衡(多出来的这4V也能够了解成直流分量),通过多个周期后磁芯就饱和了。
 
  咱们再来剖析一下,仍是C1为170V,C2为166V,如果有Cb的存在上管导通时,正向加在绕组两头的电压就会被Cb分掉一些(左负右正)不会到达170V,下管导通时,因为Cb上存在左负右正的少数电压,Cb的这个电压会叠加在C2的166V之上,一起加在绕组两头(方向跟上面的相反)绕组上的电压就会超过166V,然后调整了磁通不平衡,使体系收敛。
 
  注意一下,电路体系中存在着其他许多不确定的因素,Cb电容纷歧定是左正右负,也有可能右正左负,无论是正向充电仍是反向充电Cb电容都在不断的在做着保护平衡的作业。
 
  上面的剖析只要一个大概的思路,有许多地方不严谨还请谅解,有兴趣的朋友能够自己更进一步的精确剖析。
 
  隔直电容Cb是怎么核算的?
 
  设答应的下降量为dV,发生该压降的等效平顶脉冲电流为Ipft,而流转该电流的时刻为0.8T/2(假设),所需的阻断电容值可用下式得到
 
  

开关电源


 
  Ipft的核算很简单
 
  设功率为80%,则
 
  

开关电源


 
  电源输入电压最低时,输入功率等于初级电压最小值与对应的初级电流平均的乘积。即 1.25Po=(Vdc/2)(Ipft)(0.8T/T)
 
  

开关电源


 
  其间Vdc(下方加一横)为最低输入直流电压。
 
  实践举例核算隔直电容Cb的容量
 
  一个功率为150W的半桥开关电源,额外直流输入电压为320V,频率为100kHz,设有15%的网压动摇,最小输入电压为272V,则初级电压应为±272/2= ±136V。
 
  初级平顶脉冲电压的答应下降量约为10%,即约为14V,又已知功率为150W,Vdc=272V,Ipft=3.13×150/272=1.73A,
 
  由公式
 
  

开关电源


 
  可得
 
  

开关电源


 
  另外值得注意的是,Cb电容一定要选择无极性电容


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